KR200217600Y1 - 최외부층에 금층이 형성된 도전성 직물지 - Google Patents

Abstract

직포, 부직포 또는 망사 형태로 가공되는 기재섬유 상에 니켈로 이루어지는 제 1 층이 무전해도금으로 형성되며, 제 1 층상에 금으로 이루어지는 제 2 층이 전해도금으로 연속적으로 형성되어 외부에 노출된다.

따라서, 최외부에 도금된 금층의 일부가 박리되더라도 니켈이 노출되기 때문에 수분흡수에 의한 부식이 구리보다 더디게 진행되는 이점이 있고, 금층을 다소 두껍게 형성하더라도 구리층이 형성되는 기존의 구조보다 훨씬 얇아지기 때문에 전체적인 유연성이 증가하여 최종적으로 제조된 직물지가 부드러운 이점이 있다.

Description

최외부층에 금층이 형성된 도전성 직물지{CONDUCTIVE FABRIC HAVING GOLD LAYER ON THE OUTER SURFACE}

본 고안은 최외부층에 금층을 갖는 도전성 직물지에 관한 것으로서, 상세하게는 기재섬유 상에 니켈과 금을 연속적으로 도금시켜 유연성과 내부식성을 갖는 도전성 직물지에 관한 것이다.

도전성 직물지의 세계적인 유래는 미국 항공우주개발국(NASA)에서 오차가 허용되지 않는 항공우주장비들의 오작동을 방지할 목적으로 개발되어 현재에는 그 쓰임새가 전 산업영역에 적용되어 인체보호는 물론, 산업 기기의 오작동으로 인한 손실을 예방하고 있다.

종래에 제시된 도전성 직물지의 예로는 직물에 도전성 카본, 구리 망간, 접착제 등의 혼합물을 직물에 분무 또는 코팅으로 전자기파 차폐층을 형성시킨다. 그러나 이와 같이 직물에 직접 분무하거나 코팅하는 방법은 직물에 전자기파의 차폐성을 부여하지만, 직물 고유의 특성인 가공성, 통풍성 및 유연성 등을 저하시키는 단점이 있다.

또한, 본 출원인에 의해 출원된 특허 제 2000-18971 호(명칭: 금층이 형성된 직물지)에 의하면, 직포, 부직포 또는 망사 형태로 가공되는 기재섬유 상에 구리로 이루어지는 제 1 층이 무전해도금으로 형성되며, 제 1 층상에 금 또는 백금 중 어느 하나로 이루어지는 제 2 층이 전해도금으로 연속적으로 형성되어 외부에 노출되는 직물지가 개시되어 있다.

그러나, 본 출원의 고안자들에 의한 연구에 의하면 상기 선출원은 일부 문제점을 내포하고 있다.

먼저, 제조시에 또는 제조후 외부의 물리적인 힘에 의해 최외부층인 금층에서 박리가 발생할 경우, 구리층을 통하여 수분이 침입함으로서 부식이 빠른 속도로 진행되어 변색이 발생하는 문제점이 있다. 이는 특히 염수 분무시험에 의하여 확실하게 증명된다.

또한, 구리층의 두께가 0.3∼0.7㎛ 정도로서 다소 두껍게 형성되는 바, 이에 따라 기재섬유 자체의 유연성을 살리지 못해 최종적으로 제조된 직물지가 부드럽지 못한 문제점이 있다.

따라서, 본 고안의 목적은 내부식성이 강하여 변색이 되지 않고 양호한 방충성과 항균성을 가지는 도전성 직물지를 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 얇고 부드러우며, 금속광택을 가지고, 인체에 무해한운 도전성 직물지를 제공하는데 있다.

본 고안의 또 다른 목적들은 이하 서술되는 기술적 특징으로부터 보다 구체적으로 명확하게 이해될 것이다.

도 1은 본 고안에 적용되는 직물지를 나타내는 부분확대 사시도이다.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ를 따라 절개한 단면도이다.

본 고안의 도전성 직물지에 따르면, 직포, 부직포 또는 망사 형태로 가공되는 기재섬유 상에 니켈로 이루어지는 제 1 층이 무전해도금으로 형성되며, 제 1 층상에 금으로 이루어지는 제 2 층이 전해도금으로 연속적으로 형성되어 외부에 노출된다.

바람직하게, 제 1 층의 두께는 0.1∼0.3㎛ 이고, 제 2 층의 두께는 0.05∼0.3㎛ 이며, 기재섬유로는 폴리에스터, 아크릴 또는 폴리아미드 중의 어느 하나가 이용될 수 있으며, 기재섬유는 단사(mono filament), 연사(multi filament) 또는 이들이 혼합된 형태로 적용된다.

이하, 본 고안에 따른 도전성 직물지와 그 제조방법을 실시예와 함께 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 직물지를 부분적으로 확대한 사시도이다.

도시된 바와 같이, 직물지(10)는 기재섬유들을 가공하여 제조되는데, 직포 (woven), 부직포(nonwoven) 또는 망사(mesh) 형태로 제조된다. 또한, 기재섬유로는 하나의 섬유로 이루어지는 단사(10a, mono filament), 다수개의 섬유들이 서로 엮여서 이루어지는 연사(10b, multi filament) 또는 이들이 혼합사되어 사용된다. 바람직하게, 본 고안에 적용되는 기재섬유는 폴리에스터, 아크릴 또는 폴리아미드 재질로 이루어진다.

도 2는 본 고안에 따라 도 1의 2-2를 따라 절개한 단면도이다.

기재섬유(12) 상에는 니켈이 도금되어 니켈층(14)이 형성된다. 일실시예로 니켈은 무전해도금 방식으로 기재섬유(12) 상에 도금되며, 바람직하게 0.1∼0.3㎛ 정도의 두께를 갖는다.

상기한 바와 같이, 기재섬유는 단사, 연사 또는 이들이 혼합된 형태로 제공되는데, 연사의 경우는 섬유들이 서로 엮여서 연사를 이룬 상태에서 도금이 이루어지기 때문에 도금 면적이 증가하여 접착력이 향상되며, 유연성이 크게 향상된다.

니켈층(14) 상에는 금이 도금되어 금층(16)이 형성된다. 금층(16)은 전해도금방식으로 형성되며, 바람직하게 0.05∼0.3㎛ 정도의 두께를 갖는다. 이러한 두께범위는 물리적인 마모를 최소화하고 생산코스트를 저감할 수 있는 조건을 만족시킨다.

금층(16)은 금속염을 물에 해리시켜 이온상태로 만든 다음, 전기적 에너지를 인가하여 추출된 99.9% 이상의 순수금속으로 이루어지기 때문에 높은 순도를 가질 수 있다.

이와 같은 구성의 본 고안의 일실시예에 따르면, 여러 가지의 이점을 갖는다.

먼저, 최외부에 도금된 금층의 일부가 박리되더라도 니켈이 노출되기 때문에 수분흡수에 의한 부식이 구리보다 더디게 진행되는 이점이 있다.

또한, 금층을 다소 두껍게 형성하더라도 구리층이 형성되는 기존의 구조보다 훨씬 얇아지기 때문에 전체적인 유연성이 증가하여 최종적으로 제조된 직물지가 부드러운 이점이 있다.

또한, 금층을 전해도금 방식으로 형성하기 때문에 원가가 현저하게 절감되는 효과가 있다.

또한, 착용자의 신체와 직접 접촉하는 최외부층에 금층이 형성되기 때문에 우수한 열전도도에 의해 착용자의 신체로부터 발생되는 열을 신속하게 외부로 방출시킬 수 있으며, 전체에 걸쳐 균일한 온도분포를 유지할 수 있다.

또한, 우수한 전기전도성을 갖기 때문에 신체와 의류 사이에서 발생되는 정전기를 신속하게 방전시킬 수 있어, 정전기에 의한 쇼크를 방지하는 효과가 있다.

더욱이, 신체에 직접 접촉하는 금층이나 백금층의 금 또는 백금 이온입자에 의해 혈액순환을 촉진시키고, 중금속을 중화시키는 효과가 있다. 또한, 해독작용에 의해 벌레나 균이 번식하지 못하도록 하는 방충, 항균효과가 있다.

또한, 최외부층이 금으로 이루어지기 때문에 박리가 발생하지 않는 한, 변색이나 부식이 되지 않고 금 특유의 금속광택을 제공한다.

이하에서는 본 고안의 도전성 직물지를 제조하는 방법에 대해 상세하게 설명한다.

먼저 테레프탈산과 이소프로필알콜의 축중합체인 폴리에스테르계의 기재섬유로 직포(woven), 부직포(nonwoven) 또는 망사(mesh) 형태로 제조된다. 기재섬유로는 하나의 섬유로 이루어지는 단사(mono filament), 다수개의 섬유들이 서로 엮여서 이루어지는 연사(multi filament) 또는 이들이 혼합된 형태로 사용되며, 바람직하게 폴리에스테르계 섬유로 직조된 섬유는 모두 사용 가능하다.

우선, 직조한 기재섬유에 도금 접착력을 향상시키기 위하여 가성소다 80 내지 90g/ℓ을 첨가하여 약 80℃정도의 온도에서 테레프탈산 일부를 탈락시키는 에칭작업을 수행하고 수세한다.

수세 후, 염산 10%을 첨가하여 실온에서 잔류된 가성소다를 중화하고 수세한 후, 염화파라듐(PdCl2) 2g/ℓ, 염화주석(SnCl2) 2g/ℓ 및 염산(HCl) 10%으로 이루어진 착염을 20 내지 30℃의 온도에서 첨가하여 탈락된 테레프탈산 위치에 치환시키는 촉매화 반응을 수행한다. 상기 촉매화 반응으로 부도체인 기재섬유를 도체화시키는 파라듐 이온 핵을 형성시키고 난 후, 수세한다.

촉매화 반응 후에 약 40 내지 60℃의 온도에서 황산 10% 또는 실온에서 가성소다 100g/ℓ 및 염산 10%을 첨가하여 파라듐을 이온상태에서 금속화로 활성화시킨다.

이어, 황산니켈 10 내지 20g/ℓ, 차아인산소다 7.5 내지 15g/ℓ, 구연산염 15 내지 30g/ℓ을 약 30 내지 40℃의 온도에서 암모니아수를 이용하여 pH 8∼9가 유지되도록 조정하면서 침적하여 무전해 도금처리을 수행하여 니켈층을 형성한다. 바람직하게 니켈층은 0.1∼0.3㎛의 두께를 갖는다.

이때, 기재섬유(12)의 표면에 부착되는 금속 팔라듐(pd)과 니켈의 금속전이차가 작아 결과적으로 니켈과 기재섬유가 강하게 접착된다.

다음, 시안화금칼륨염 약 6 내지 7g/ℓ, 구연산염 약 60 내지 80g/ℓ, 코발트금속 0.7 내지 0.9g/ℓ 및 기타 전도염들을 첨가한 후, 작업조건으로서 pH 3.8∼4.3, 온도 20∼50℃에서 전해 도금을 수행하여 금층을 형성한다. 전해 도금을 적용하는 경우에는 사용되는 금의 양을 감소시켜 원가를 절감하는 효과가 있다.

이때, 바람직하게 금층은 0.05∼0.3㎛ 정도의 두께를 갖는다.

이상, 본 고안의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 고안이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구범위에 기재된 기술적 사상을 벗어나지 않으면서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따르면 여러 가지의 이점을 갖는다.

먼저, 최외부에 도금된 금층의 일부가 박리되더라도 니켈이 노출되기 때문에 수분흡수에 의한 부식이 구리보다 더디게 진행되는 이점이 있다.

또한, 금층을 다소 두껍게 형성하더라도 구리층이 형성되는 기존의 구조보다 훨씬 얇아지기 때문에 전체적인 유연성이 증가하여 최종적으로 제조된 직물지가 부드러운 이점이 있다.

또한, 금층을 전해도금 방식으로 형성하기 때문에 원가가 현저하게 절감되는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 기재섬유 상에 니켈로 이루어지는 제 1 층이 무전해도금으로 형성되며, 상기 제 1 층상에 금으로 이루어지는 제 2 층이 전해도금으로 연속적으로 형성되어 외부에 노출되는 것을 특징으로 하는 도전성 직물지.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 층의 두께는 0.1∼0.3㎛ 이고, 상기 제 2 층의 두께는 0.05∼0.3㎛ 인 것을 특징으로 하는 도전성 직물지.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 기재섬유는 폴리에스터, 아크릴 및 폴리아미드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 도전성 직물지.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 기재섬유는 단사(mono filament)인 것을 특징으로 하는 도전성 직물지.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 기재섬유는 연사(multi filament)인 것을 특징으로 하는 도전성 직물지.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 기재섬유는 연사와 단사가 혼합된 것을 특징으로 하는 도전성 직물지.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 기재섬유는 직포, 부직포 또는 망사 중 어느 하나의 형태로 가공되는 것을 특징으로 하는 도전성 직물지.